Production rapide de moules aluminium en moins de trois semaines : Phoenix Proto Technologies

Un constructeur de moules vétéran de Phoenix Proto Technologies explique les différences de conception entre un moule aluminium pour prototypes et un moule aluminium pour production.

Phoenix Proto Technologies (www.phoenixproto.com) a ouvert il y a un an et demi avec l'objectif de produire rapidement des moules aluminium pour clients nécessitant des prototypes. Notant l'usage continu d'outillages pont en aluminium et un intérêt croissant pour les moules aluminium pour production (grâce à de meilleurs alliages et cycles de conception plus courts), l'entreprise s'est tournée vers les trois scénarios. Son approche pour créer tous types de moules aluminium est la même, avec un délai garanti de trois semaines ou moins.

Processus de prototypage instantané

PPT appelle son approche « Instant Prototype Processing ». Objectif : créer moules aluminium sans limiter la conception client, avec le délai rapide garanti pour pièces jusqu'à 305 × 305 × 102 mm (12 × 12 × 4 pouces). En plus de ses 5 centres d'usinage CNC, l'entreprise a 5 presses à injecter Niigata de 85 à 330 tonnes pour clients voulant des échantillons de pièces plastique en plus de l'outillage aluminium.

Majorité du travail : marchés médical et biens de consommation. Devis < 1 heure après RFQ. Dès réception du bon de commande, programmeurs et outilleurs se réunissent pour discuter spécificités : ligne de joint, point d'injection, évacuations. Sous 24h, revue de conception avec client (souvent via GoToMeeting) puis finalisation interne avec pré-réunion outillage. Serveur informatique récemment intégré : partage fichiers simple glisser-déposer, accélérant transferts auparavant par email.

Programmeurs CAM (aussi concepteurs moules) déterminent comment usiner au mieux noyaux et empreintes, par EDM ou fraisage. Stock de noyaux/empreintes tailles standard et bases moules universelles. Ainsi, planification et mise en place usinage inserts immédiates dès programmation terminée.

Centre d'usinage grande vitesse Mikron HSM 600

Le VMC pour 80% du fraisage est un Mikron HSM 600 (GF AgieCharmilles, Lincolnshire, Illinois). Choisi pour deux raisons : 1) Broche 42 000 tr/min pour couper vite l'aluminium 7075 (parfois trempé) et électrodes graphite pour EDM enfonçage. Système d'évacuation poussières pour graphite. Fraisage préféré à l'EDM quand possible pour éliminer l'étape fraisage électrodes préalable. 2) Changeur de palettes intégré compact. Mises en place sur palettes multiples hors machine pendant qu'elle tourne un autre travail. Production lights-out, minimisant temps mort broche, éliminant besoin 3 équipes. PPT monte souvent plusieurs étaux par palette, et a créé un dispositif tenant de nombreuses électrodes pour maximiser les travaux sans intervention.

Beaucoup d'opérations de fraisage grande vitesse requièrent petits diamètres. Rupture possible en aluminium. Pour prévenir coupe à vide nocturne suite rupture, programmeurs appellent changements d'outils plus fréquents que d'habitude même si vie effective non atteinte.

Nouvelle machine pour moules prototypes

Les moules aluminium PPT pour prototypes et production diffèrent dans l'exécution des déports et autres fonctions à l'intérieur. Presque toujours, prototypes utilisent des « hand-loads » (chargements manuels) plutôt que coulisses mécaniques des moules production. Hand-loads = composants usinés insérés manuellement côté éjecteur avant chaque injection. Après injection, hand-loads s'éjectent avec la pièce. Opérateur les retire de la pièce et les réinstalle. Intervention manuelle justifiée car lots prototypes très faibles. Moules hand-loads conçus plus vite et coûtent moins que mécaniques/hydrauliques. Photo : sélection hand-loads pour allumage nécessitant 15 déports.

PPT a récemment acheté un tour 5 axes Captain d'Okuma (Charlotte, Caroline du Nord) pour usiner hand-loads et autres petits composants moule en une mise en place. Libère le Mikron VMC pour électrodes et noyaux/empreintes principalement. Tour bien adapté pour tels composants avec coniques et dépouilles depuis barres rectangulaires et rondes.

Moules production tout aluminium

L'autre image : moule production PPT pour couvercle en nylon non chargé. Ce moule aluminium utilise quelques composants acier doux (guides, plaques de fond). Mais PPT fabrique routinièrement moules 100% aluminium. Dans ces cas, composants aluminium glissant l'un sur l'autre sont traités dur pour résistance à l'usure et longévité.

M. Lammon croit la demande pour moules aluminium prototypage restera forte. Il note qu'un nombre croissant de grands fabricants réalisent que vs acier, moules aluminium se créent plus vite, coûtent moins et permettent cycles injection plus rapides grâce à meilleures caractéristiques thermiques. Pas rare que moules aluminium actuels délivrent 1 million de coups, suffisant pour production d'entreprise mettant constamment à jour ses produits. Il parie que cela mènera à plus de travail pour PPT.